EPO und Frühgeborene: Schutz des unreifen Gehirns vor Schäden

Die Frühgeburt eines Kindes stellt Eltern und Ärzte vor immense Herausforderungen. Dank medizinischer Fortschritte überleben immer mehr Frühgeborene, doch je früher ein Kind geboren wird, desto höher ist das Risiko für bleibende Hirnschäden. Eine vielversprechende Therapieoption zur Minimierung dieser Schäden ist die Gabe von Erythropoietin (EPO).

Die Herausforderungen der Frühgeburt

Fabienne erlebte, wie sich ein ruhiger Nachmittag im Juni 2007 schlagartig veränderte. Heftige Wehen setzten ein, und ihr Sohn Hugo kam in der 26. Schwangerschaftswoche mit einem Gewicht von nur 950 Gramm zur Welt. Ultraschalluntersuchungen zeigten starke Blutungen in seinem unreifen Gehirn, was die düstere Prognose einer Zerebralparese zur Folge hatte. Fabienne und ihr Mann standen vor der schweren Entscheidung, ob sie weit reichende medizinische Maßnahmen für ihr Kind wünschen.

Dank medizinischer Fortschritte seit den 1970er Jahren überleben Frühgeborene, also Kinder, die vor der 37. Schwangerschaftswoche zur Welt kommen, immer häufiger. Manche Kliniken versuchen sogar schon Frühgeborene in der 22. Woche zu retten. Diese Entwicklung stellt Ärzte und Eltern vor schwierige Entscheidungen, weil die Wahrscheinlichkeit schwerer Behinderungen steigt, je früher ein Kind geboren wird. So erleiden 1 bis 2 Prozent der termingerecht geborenen Kinder eine Zerebralparese, 9 Prozent sind es bei Geburt vor der 32. Woche und 18 Prozent bei Geburt in der 26. Woche. Neurowissenschaftler wissen inzwischen mehr über das unreife Gehirn der Frühgeborenen, was auch medizinische Entscheidungen und Therapien beeinflusst.

Jedes elfte Kind in Deutschland kommt als Frühchen zur Welt, das heißt mit weniger als 37 Schwangerschaftswochen. Als "kleine" oder "frühe Frühchen" gelten Kinder, die unter 32 Wochen im Mutterleib waren oder mit einem Gewicht von 1500 Gramm oder weniger geboren werden. Das sind immerhin noch 8000 Kinder jährlich. Extrem früh - und auch selten - ist es, wenn sie nach nur 22 bis 26 Schwangerschaftswochen zur Welt kommen. Die Risiken für eine Frühgeburt - sie scheinen bekannt. Und klar ist: vor allem Infektionen gehören dazu. Doch das Wissen nützt offenbar kaum: Über 60.000 Mal im Jahr wird ein Kind in Deutschland zu früh geboren. Das sind neun Prozent aller Geburten, Tendenz gleichbleibend bis steigend.

Hirnschäden bei Frühgeborenen

Frühgeborene sind besonders anfällig für Hirnschäden, da ihr Gehirn noch nicht vollständig ausgereift ist. Die weiße Hirnsubstanz, die für die Reizübertragung verantwortlich ist, weist häufig Defizite auf. Hirnblutungen sind ein weiteres ungelöstes Problem, das bei etwa einem Drittel der Kinder auftritt, die vor der 27. Schwangerschaftswoche geboren werden. Je schwerer die Hirnblutung, desto gravierender sind die körperlichen und geistigen Folgen.

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Ihr Gehirn ist nicht voll ausgereift und trägt durch die zu frühe Geburt oft Schäden davon. Vor allen die weiße Hirnsubstanz, die die Übermittlung der Reize übernimmt, zeigt Defizite, wie Studienleiterin Petra Hüppi vom Universitätsspital Genf erklärt.

Nach wie vor bekommt ein Drittel der Kinder, die vor der 27. Schwangerschaftswoche geboren werden, Hirnblutungen. Ein ungelöstes Problem. Je schwerer die Hirnblutung, desto dramatischer die körperlichen und geistigen Folgen.

EPO als Hoffnungsträger

Erythropoietin (EPO) ist ein Hormon, das vor allem im Zusammenhang mit Doping im Leistungssport bekannt ist. Es wird in der Medizin vor allem bei Anämien eingesetzt, erste Studien deuten aber auch darauf hin, dass es bei einigen neurologischen Erkrankungen das Gehirn schützen könnte. Eine Studie Schweizer Forscher zeigt jedoch, dass EPO für extrem Frühgeborene von großem Nutzen sein könnte. Wird das Hormon den Frühchen kurz nach der Geburt gespritzt, dann senkt dies die Häufigkeit von Hirnschäden und Defiziten in der Gehirnentwicklung, wie sie sonst für vor der 32.

Hüppi und ihre Kollegen suchten nach einem Mittel, um die Hirnschäden bei Frühchen zu minimieren - und kamen dabei auf das Bluthormon Erythropoetin (EPO). Deshalb beschlossen die Forscher, diese neuroprotektive Wirkung des EPO auch bei den extremen Frühchen zu testen. Ihre Studie führten sie mit 495 vor der 32. Schwangerschaftswoche Geborenen durch. 256 von diesen erhielten in den ersten drei Tagen nach der Geburt drei intravenöse Dosen EPO, der Rest bekam eine wirkstofffreie Lösung als Placebo. „Wir stellten fest, dass die Gehirne der Kinder, die das EPO erhalten hatten, sehr viel weniger Schäden aufwiesen als die der Kontrollgruppe“, fasst Koautorin Russia Ha-Vinh Leuchter vom Universitätsspital die Ergebnisse zusammen. Während 36 Prozent der unbehandelten Frühchen Anomalien an der weißen Hirnsubstanz zeigten, waren es bei den mit EPO behandelten nur 22 Prozent. „Dies ist das erste Mal, dass der positive Effekt des EPO-Hormons auf die Gehirne frühgeborener Babys nachgewiesen wurde“, sagt Hüppi. Um herauszufinden, ob diese Behandlung sich auch auf die spätere geistige Entwicklung der Kinder positiv auswirkt, wollen sie die Frühchen ihrer Studie weiter begleiten. Geplant ist, dafür die geistige Entwicklung der Kinder im Alter von zwei und fünf Jahren zu testen.

Seit zehn Jahren untersuchen sie alle in Hannover geborenen Frühchen regelmäßig. Einer Gruppe gaben sie Epo, um die Bildung roter Blutkörperchen anzuregen. Als Nebeneffekt zeigte sich:"Unter der Substanz Epo ist möglicherweise das Ausmaß oder die Folge einer Hirnblutung nicht so gravierend und es ist möglicherweise ein besserer Regenerationsprozess des verletzten Gehirns zu erwarten."

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Studienergebnisse und Erkenntnisse

Eine Studie mit 495 Frühgeborenen, die vor der 32. Schwangerschaftswoche geboren wurden, zeigte vielversprechende Ergebnisse. Ein Teil der Kinder erhielt in den ersten drei Tagen nach der Geburt EPO, während der Rest ein Placebo erhielt. Die Gehirne der Kinder, die EPO erhalten hatten, wiesen deutlich weniger Schäden auf als die der Kontrollgruppe. Anomalien an der weißen Hirnsubstanz traten bei 36 Prozent der unbehandelten Frühchen auf, aber nur bei 22 Prozent der mit EPO behandelten.

Die Forscher testeten EPO an knapp 500 Frühchen, die Hälfte bekam EPO, die andere Hälfte ein Placebo. Von den Frühchen, die EPO bekamen, hatten laut der Studie später im Schnitt nur etwa halb so viele Frühchen Hirnschäden.

Mediziner aus Hannover fanden heraus, dass das Mittel zur Behandlung von Blutarmut dazu führte, dass extrem kleine Frühchen mit Hirnblutung seltener behindert und deutlich intelligenter waren als solche, die kein EPO bekommen hatten. Für die Langzeitstudie untersuchten Kinderärzte und Psychologen von 1993 bis 1998 zunächst 200 Neugeborene unter 1000 Gramm. Zehn Jahre nach ihrer Geburt wurden die Kinder erneut untersucht.

Trotz Hirnblutung entwickelten sich 52 Prozent der behandelten Frühchen geistig und körperlich normal im Unterschied zu nur 6 Prozent der Vergleichsgruppe. Der Intelligenzquotient bei den Schulkindern, die als Frühchen EPO bekommen hatten, lag höher. 62 Prozent von ihnen hatten einen normalen IQ über 85, während es in der Vergleichsgruppe nur 24 Prozent waren. Den Medizinern zufolge war durch die EPO-Behandlung die Chance auf eine normale Entwicklung ungefähr so gut wie bei Kindern ohne Hirnblutung.

Die Forscher vermuten, dass EPO das Gehirn vor den Folgen der Hirnblutung, die mit Nervenzellschädigungen einhergeht, schützt. Zudem kann EPO nach den Erkenntnissen der Wissenschaftler auch das Wachstum und die Regeneration von Nervenzellen unterstützen.

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Langzeitfolgen und weitere Forschung

Um herauszufinden, ob die EPO-Behandlung sich auch auf die spätere geistige Entwicklung der Kinder positiv auswirkt, wollen die Forscher die Frühchen ihrer Studie weiter begleiten. Geplant ist, die geistige Entwicklung der Kinder im Alter von zwei und fünf Jahren zu testen.

Wissenschaftlich gesichert ist die Beobachtung, die der Hannoveraner Kinderneurologe Dr. Wolfgang Voss schildert, noch nicht. Doch eine gerade veröffentlichte Studie Göttinger Forscher vom Max-Planck-Institut geht in die gleiche Richtung: Mäuse, die drei Wochen mit Epo "gedopt" wurden, konnten plötzlich deutlich besser lernen.

Weitere Fortschritte in der Behandlung von Frühgeborenen

Neben der EPO-Behandlung gibt es weitere Fortschritte in der Versorgung von Frühgeborenen. Die Gabe von Surfaktant, einem Reifefaktor für die Lunge, hat die Überlebenschancen deutlich erhöht und die Zahl chronischer Lungenerkrankungen reduziert. Auch die Hormonersatztherapie mit Östrogen und Progesteron sowie der Einsatz von Viagra bei Lungenhochdruck zeigen vielversprechende Ergebnisse.

Bartmann:"Während sie früher für Kinder unter 1000 Gramm etwa bei 30 Prozent lag, ist es in den letzten Jahren gelungen, das unter zehn Prozent zu drücken. Das ist ein Riesenschritt vorwärts und zeigt halt, dass die Kinder doch sehr viel leistungsfähiger sind, als man sich das früher vorgestellt hat."

Um der bronchopulmunalen Dysplasie noch besser zu begegnen, verfolgen Mediziner in Ulm und Leipzig die Idee einer Hormonersatztherapie. Während der Schwangerschaft erhält der Körper des Ungeborenen über die Plazenta Östrogen und Progesteron. In der Lunge sitzen auffällig viele Rezeptoren für diese Hormone. Deshalb versorgen die Mediziner die Kinder auch im Brutkasten damit. Sie spritzen die Naturhormone in einer speziellen Fettemulsion. Die Erfolge einer kleinen Studie mit 130 frühen Frühchen sind vielversprechend. Über zehn Jahre nachuntersucht, zeigten sie entweder keine oder nur eine sehr schwache Lungenfunktionsstörung. Außerdem entwickelte sich das Gehirn besser. Die Ergebnisse sollen jetzt in einer großen klinischen Studie überprüft werden. Belegt ist inzwischen auch der Erfolg von Viagra. Leidet ein kleines Frühchen nach der Geburt an Lungenhochdruck, so hilft der Viagra-Wirkstoff Sildenafil dabei, die zu engen Blutgefäße zu erweitern. Das Blut kann wieder besser durch die Lunge fließen und der Körper erhält ausreichend Sauerstoff.

Die Bedeutung der Langzeitbetreuung

Die Langzeitbetreuung von Frühgeborenen ist von entscheidender Bedeutung, um mögliche Entwicklungsstörungen frühzeitig zu erkennen und zu behandeln. Studien haben gezeigt, dass Frühgeborene häufiger an Lernbehinderungen, Aufmerksamkeitsstörungen und emotionalen Problemen leiden. Eine frühe Förderung und Unterstützung kann diesen Kindern helfen, ihr volles Potenzial zu entfalten.

Wolke leitet die britische Epicure-Studie. Flächendeckend wurden dabei alle Frühchen nachuntersucht, die 1995 mit 26 Schwangerschaftswochen und weniger auf Neonatalstationen in Großbritannien und Irland geboren wurden. Jetzt lässt sich über die Entwicklung in den ersten zehn Lebensjahren sagen: "40 Prozent der extrem Frühgeborenen hatten Lernbehinderungen gegenüber einem Prozent der 'Kontrollen' Es bedeutet, dass 40 Prozent dieser Kinder einen IQ unter 70 haben."

Dabei punkteten die ehemaligen Frühchen vor allem mit sprachlichen Fähigkeiten. Sobald sie jedoch logisch-abstrakte Aufgaben lösen sollten - beispielsweise geometrische Figuren neu zusammenlegen - scheiterten sie sehr schnell. Hier lagen ihre Leistungen oft unter ihrem Gesamt- IQ von 70. Und das erklärt Dieter Wolke so:"Oft ist es so, dass bei den mathematischen Leistungen unterschiedliche Eingaben im Gehirn verarbeitet werden müssen, zum Beispiel auch schlussfolgerndes Denken. Und gerade in dieser simultanen Informationsverarbeitung haben die Kinder häufiger Probleme. Das zeigt sich auch in dem Sozialverhalten: sie haben häufiger Auffälligkeiten mit Gleichaltrigen und wir denken dass das auf den gleichen Mechanismus zurückgeht. Wenn sie in einer Gruppe sind, müssen sie ja mit verschiedenen Leuten gleichzeitig kommunizieren oder wahrnehmen, was die vorhaben."

Neben diesen kognitiven Defiziten zeigte sich bei den ehemaligen frühen Frühchen außerdem: "Sie haben mehr Aufmerksamkeitsprobleme, dass sie sich nicht konzentrieren können und auch schon in der Kindheit häufiger emotionale Probleme wie Angst- und Depressionsstörungen"

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